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无铅卤化物双钙钛矿实现高效稳定的暖白光发射

DOI：10.1038/s41586-018-0691-0 期刊：Nature 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 全球电力消耗中，照明占比达五分之一。具有高效稳定白光发射的单一材料是理想的照明应用选择，但通过单一材料实现覆盖全可见光谱的光子发射难度极大。金属卤化物钙钛矿虽具备卓越的发光特性，但该类材料中性能最优者含铅且稳定性欠佳。本研究报道了一种无铅双钙钛矿材料，其通过激发态下AgCl6八面体的Jahn-Teller畸变产生自陷激子，从而实现高效稳定的白光发射。通过在Cs2AgInCl6中掺杂钠阳离子，我们通过调控自陷激子波函数的宇称打破了暗跃迁（反演对称性诱导的宇称禁阻跃迁），并降低了半导体的电子维度，使光致发光效率较纯Cs2AgInCl6提升三个数量级。经优化的Cs2(Ag0.60Na0.40)InCl6材料掺杂0.04%铋后，可发射量子效率达86±5%的暖白光，且持续工作超1000小时。这些成果有望推动基于单发射体的白光荧光粉及二极管研究，为新一代照明与显示技术提供支持。
作者： Jiajun Luo，Xiaoming Wang，Shunran Li，Jing Liu，Yueming Guo，Guangda Niu，Li Yao，Yuhao Fu，Liang Gao，Qingshun Dong，Chunyi Zhao，Meiying Leng，Fusheng Ma，Wenxi Liang，Liduo Wang，Shengye Jin，Junbo Han，Lijun Zhang，Joanne Etheridge，Jianbo Wang，Yanfa Yan，Edward H. Sargent，Jiang Tang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过自陷激子研究无铅卤化物双钙钛矿高效稳定的暖白光发射。

研究成果

研究表明，将钠合金化掺入Cs2AgInCl6中可打破宇称禁阻跃迁并降低其电子维度，从而通过自陷激子的辐射复合实现高效白光发射。该材料展现出卓越的稳定性和低成本制备特性，显示出在固态照明领域的应用前景。

研究不足

该研究的局限性在于需要进一步优化发光层质量和器件结构以提高电致发光性能。此外，依赖特定掺杂浓度来实现最佳性能可能会限制其更广泛的应用。

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